【文章內(nèi)容簡介】 線 4a ）b ）圖 2— 1 單母線接線 a）一路電源進線 b）兩路電源接線 在主接線中，斷路器是電力系統(tǒng)的主開關(guān)；隔離開關(guān)的功能主要是隔離高壓電源以保證其他設(shè)備和線路的安全檢修。例如，固定式開關(guān)柜中的斷路器工作一段時間需要檢修時，在斷路器斷開電路的情況下，拉開隔離開關(guān)；恢復(fù)供電時，應(yīng)先合隔離開關(guān)，然后和斷路器。這就是隔離開關(guān)與斷路器配合操作的原則。由于隔離開關(guān)無滅弧裝置，斷流能力 差，所以不能帶負(fù)荷操作。 （ 2）單母分段接線方式 單母線分段接線是采用斷路器（或隔離開關(guān)）將母線分段，通常是分成兩段。母線分段后可進行分段檢修，對于重要用戶，可以從不同段引出兩個回路，當(dāng)一段母線發(fā)生故障時，由于分段斷路器在繼電保護作用下自動將故障段迅速切除，從而保證了正常母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。兩段母線自動同時故障的機遇很小，可以不予考慮。在供電可靠性要求不高時，亦可用隔離開關(guān)分段，任一段母線發(fā)生故障時，將造成兩斷母線同時停電，在判斷故障后，拉開分段隔離開關(guān)，完好段即可恢復(fù)供電。 單母線分段接線 既具有單母線接線簡單明顯、方便經(jīng)濟的優(yōu)點，又在一定程度上提高了供電可靠性。但它的缺點是當(dāng)一段母線隔離開關(guān)發(fā)生故障或檢修時，該段母線上的所有回路到要長時間停電。單母線分段接線連接的回路數(shù)一般可比單母線增加一倍。接線方式 如圖 2— 2 所示： 電 源 1 電 源 2Q F 1Q S 1Q F 2Q S 2Q SQ FW B 1 W B 2Q SQ F出 線 1 出 線 2 出 線 3 出 線 1 出 線 2 出 線 3 圖 2— 2 （ 3）雙母分段接線方式 雙母線分段接線有如下優(yōu)點：可輪換檢修母線或母線隔離開關(guān)而不致供電中斷；檢修任一回路的母線隔離開關(guān)時，只停該回路；母線發(fā)生故障后，能迅速恢復(fù)供電；各電源和回路的負(fù)荷可任意分配到某一組母線上，可靈 活調(diào)度以適應(yīng)系統(tǒng)各種運行方式和潮流變化；便于向母線左右任意一個方向順延擴建。 但雙母線也有如下的缺點：造價高；當(dāng)母線發(fā)生故障或檢修時，隔離開關(guān)作 為倒換操 作電器，容易誤動作。但可加裝斷路器的連鎖裝置或防誤操作裝置加以克服。接線方式如 圖 2— 3所示： 電 源 1 電 源 2Q F 1 Q F 3 Q F 2W B 1W B 2Q F Q F Q F Q F出 線 1 出 線 2 出 線 3 出 線 4 圖 2— 3 當(dāng)進線回路數(shù)或母線上電源較多時，輸送和穿越功率較大，母線發(fā)生事故后要求盡快恢復(fù)供電，母線和母線設(shè)備檢修時不允許影響對用戶的供電 ，系統(tǒng)運行調(diào)度對接線的靈活性有一定要求時采用雙母線接線。 綜上可知，單母線分段接線一方面線路簡單，造價低，另一方面其供電穩(wěn)定性也能在一定程度上能夠得以保證。 所以，本設(shè)計 10KV 側(cè)采用單母分段式接線方案，而 側(cè)也采用單母線分段接線方式。 選擇導(dǎo)線和電纜的截面應(yīng)考慮以下因素： （ 1） 發(fā)熱問題：電流通過導(dǎo)線或電纜時將引起發(fā)熱，從而使其溫度升高。當(dāng)通過的電流超過其允許電流時，將使絕緣線和電纜線的絕緣加速老化，嚴(yán)重時將燒導(dǎo)線或電纜，或引起其它事故，不能保證安全供電。另一方面 為了避免浪費有色金屬，應(yīng)該充分利用導(dǎo)線或電纜的負(fù)荷能力。因此，必須按導(dǎo)線或電纜的允許截流量來選擇其截 面。 (2)電壓損失問題：電流通過導(dǎo)線時，除產(chǎn)生電能損耗外，由于線路上有電阻和電抗，將產(chǎn)生電壓損失。當(dāng)電壓損失超過一定的范圍后，將使用電設(shè)備端子上的電壓不足，嚴(yán)重地影響用電設(shè)備的正常運行。所以欲使電氣設(shè)備正常運行，必須根據(jù)線路的允許電壓損失選擇導(dǎo)線和電纜的截面或根據(jù)已知的截面校驗線路的電壓損失是否超過允許范圍。 (3)架空線路的機械強度：架空線路經(jīng)受風(fēng)、雪、覆冰和溫度變化的影響，因此必須有足夠 的機械強度以保證其安全運行。 (4)經(jīng)濟條件。導(dǎo)線和電纜截面的大小，直接影響網(wǎng)絡(luò)的初投資及其電能損耗的大小，截面選得小些，可節(jié)約有色金屬和減小電網(wǎng)投資，但網(wǎng)絡(luò)中的電能損耗增大。反之，截面選得大些，網(wǎng)絡(luò)中的電能損耗雖然減少，但有色金屬耗用量和電網(wǎng)投資都隨之增大。因此，這里有一個經(jīng)濟運行的問題，即所謂經(jīng)濟電流密度選擇導(dǎo)線和電纜的截面。導(dǎo)線截面的計算公式如下： ?JU eC OSPS 3? （式 ） 式中： S— 導(dǎo)線截面（ mm2） P— 送電容量（ KW） Ue— 線路額定電壓（ KV） J— 經(jīng)濟電流密度（ A/mm2） 表 2— 2 當(dāng)輸電線路輸送電力一定時，導(dǎo)線截面越小則線路的 電阻和電抗越大，從而使線路的電壓損耗也越大。對于 10KV 及以下的電網(wǎng)而言，其負(fù)荷小而分散，在每個負(fù)荷點裝設(shè)調(diào)壓設(shè)備顯然不合理。因此，往往用電壓損耗作為控制條件選擇配電網(wǎng)的導(dǎo)線截面。設(shè)計規(guī)程規(guī)定，對于 1～ 35KV 配電線路，自供電的變電站母線至線路末端最大電壓損耗不得超過 5%。 10KV 及以下輸電線路長度不超過 2公里，本次設(shè)計中，輸電線路長度均取 。 導(dǎo)線材料 最大負(fù)荷利用小時數(shù) MAXT 3000 以下 3000～ 5000 5000 以上 鋁線 銅線 10KV 側(cè)輸電線進線的選型： 10KV 進線是雙回路進線。在計算時，我們是按照雙回路分裂運行，每回承擔(dān)一半負(fù)荷來考慮經(jīng)濟電流密度的。當(dāng)初選后，再按一路停運一路 運行來校驗其允許電流、電壓損失和機械強度。所以其最大利用小時數(shù)應(yīng)看作是 3000 小時以下來查經(jīng)濟電流密度。 10KV 輸電線路上允許的電壓損耗為： 5 0 0 0 0 0m a x ???? U V 若取每 KM電抗值為 /KM，則電壓上的電抗損耗為 : VUnQXUx ??????? 因此，在電阻上允許的電壓損耗為 : VUxUUr 356144500m a x ???????? 按恒定電流密度選擇截 面：鋁導(dǎo)線的電導(dǎo)率為： ? =(Ω mm2),因此電流密度為： 21 /???????? ?? 此電流密度大于經(jīng)濟電流密度 ，因此應(yīng)按經(jīng)濟電流密度選擇導(dǎo)線截面，根據(jù)公式 ?JUeCOSPS 3? ，得： 10KV 側(cè)線路進線的截面積為： 201 4 1 0 mmS ????? 202 mmS ????? ，應(yīng)選型號為： LGJ— 240 的導(dǎo)線。 10KV 線路出線側(cè) 最大負(fù)荷利用小時數(shù)取 3000h 以上， 則此電流密度大于經(jīng)濟電流密度 ， 因 此 應(yīng) 按 經(jīng) 濟 電 流 密 度 選 擇 導(dǎo) 線 截 面 ， 根 據(jù) 公 式?JUeCOSPS 3? 得： 1250KVA 導(dǎo)線截面為： 21 mmS ????? ，故 1250KVA 導(dǎo)線1l 應(yīng)選型號為： LGJ— 70 的導(dǎo)線。 1600KVA 導(dǎo)線截面為： 22 6 00 mmS ????? ，故 1600KVA 導(dǎo)線2l 應(yīng)選型號為： LGJ— 95 的導(dǎo)線。 630KVA 導(dǎo)線截面為： 23 mmS ????? ，故 630KVA 導(dǎo)線3l 應(yīng)選型號為： LGJ— 50 的導(dǎo)線。 400KVA 導(dǎo)線截面為： 24 mmS ????? ，故 400KVA 導(dǎo)線 4l 應(yīng)選型號為： LGJ— 35 的導(dǎo)線。 500KVA 導(dǎo)線截面為： 25 0 0 mmS ????? ，故 500KVA 導(dǎo)線 5l 應(yīng)選型號為： LGJ— 35 的導(dǎo)線。 2020KVA 導(dǎo)線截面為： 26 0 0 0 mmS ????? ，故 2020KVA 導(dǎo)線 6l 應(yīng)選型號為： LGJ— 120 的導(dǎo)線。 （ 1） 按照導(dǎo)線長期容許電流校驗導(dǎo)線截面 ， 選定的架空輸電線路的導(dǎo)線截 面，必須根據(jù)各種不同運行方式以及事故情況下的傳輸容量進行發(fā)熱校驗，即在設(shè)計中不應(yīng)使用預(yù)期的輸送容量超過導(dǎo)線發(fā)熱所能容許的數(shù)值。 按照容許發(fā)熱條件的持續(xù)極限輸送容量的計算公式： M AXeM AX IUW 3? （式 2— 2） 式中： MAXW — 極限輸送容量（ KVA） eU — 線路額定電壓（ KV）（如果已知線路的實際電壓 U 不等于額定電壓 Ue時，式中應(yīng)采用 U MAXI — 最大可持續(xù)工作電流（ KA） AUWI eM A XM A X 0 0 023 ????? 由 《 電力系統(tǒng)設(shè)計手冊 》 查得： LGJ— 240 的長期允許載流量為 610A，大于最大可持續(xù)工作電流 ，故 滿足要求。 （ 2）按機械強度校驗。 對于 6～ 35kV 架空線路在居民區(qū)截面不小于 225mm 即合格，所以機械強度校驗合格。 、短路電流的計算 、類型及后果 一、 短路的原因、類型： 短路：是指一切不正常的相與相之間或相與地（對于中性點接地的系統(tǒng)）發(fā)生通路的情況。 短路的原因：（ 1）元件損壞：如絕緣材料的自然老化，設(shè)計、安裝及維護不良等所造成的設(shè)備缺陷發(fā)展成短路。（ 2）氣象條件惡化：如雷擊造成的閃絡(luò)放電或避雷器動作；大風(fēng)造成架空線斷線 或?qū)Ь€覆冰引起電桿倒塌等。（ 3）違規(guī)操作：如運行人員帶負(fù)荷拉刀閘；線路或設(shè)備檢修后未拆除接地線就加電壓。（ 4）其他原因：如挖溝損傷電纜 ,鳥獸跨接在裸露的載流部分等。 三相系統(tǒng)中短路的類型：（ 1）基本形式 : )3(K — 三相短路； )2(K — 兩相短路；)1(K — 單相接地短路； )(K — 兩相接地短路； (2)對稱短路：短路后，各相電流、電壓仍對稱 ,如三相短路 。不對稱短路：短路后，各相電流、電壓不對稱 。 如兩相短路、單相短路和兩相接地短路。注 :單相短路占絕大多數(shù)；三相短路的機會較少 ,但后果較 嚴(yán)重。 二、短路的后果： 短路的危害后果：隨著短路類型、發(fā)生地點和持續(xù)時間的不同，短路的后果可能只破壞局部地區(qū)的正常供電，也可能威脅整個系統(tǒng)的安全運行。短路的危險后果一般有以下幾個方面：（ 1） 電動力效應(yīng) 短路點附近支路中出現(xiàn) 比正常值大許多倍的電流，在導(dǎo)體間產(chǎn)生很大的機械應(yīng)力，可能使導(dǎo)體和它們的支架遭到破壞。（ 2）發(fā)熱：短路電流使設(shè)備發(fā)熱增加，短路持續(xù)時間較長時，設(shè)備 可能過熱以致?lián)p壞。（ 3）故障點往往有電弧產(chǎn)生，可能燒壞故障元件，也可能殃 及周圍設(shè)備 . （ 4）電壓大幅下降，對用戶影響很大。（ 5）如果短路發(fā)生地點離電源不遠(yuǎn)而又持續(xù)時間較長，則可能使并列運行的發(fā)電廠失去同步，破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定，造成大片停電。這是短路故障的最嚴(yán)重后果。（ 6） 不對稱短路會對附近的通訊系統(tǒng)產(chǎn)生影響。 一、短路電 流計算目的： 選擇電氣主接線時，為了比較各種接線方案，確定某接線是否需要采取限制短路電流的措施等均需進行必要的短路電流計算。 在選擇電氣設(shè)備時，為了保證各種電器設(shè)備和導(dǎo)體在正常運行和故障情況下都能保證安全、可靠地工作同時又力求節(jié)約資金這就需要用短路電流進行校驗。 在設(shè)計屋外高壓配電裝置時，需按短路條件校驗軟導(dǎo)線的相間和相對地安全距離。 在選擇繼電保護方式和進行整定計算時，需以各種短路時短路電流為依據(jù)。 二、短路電流計算的一般規(guī)定： 驗算導(dǎo)體和電器的動、熱穩(wěn)定及電器開斷電流 所用的短路電流、應(yīng)按工程的設(shè)計手冊規(guī)劃的容量計算、并考慮電力系統(tǒng) 5～ 10 年的發(fā)展。 接線方式應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流和正常接線方式而不能按切換中可能出現(xiàn)的運行方式。 選擇導(dǎo)體和電器中的短路電流在電氣連接的電網(wǎng)中應(yīng)考慮電容補償裝置的充放電電流的影響。 選擇導(dǎo)體和電器時，對不帶電抗器回路的計算短路點應(yīng)選擇在正常接線方式時 Id 最大的點對帶電抗器的 6～ 10kV 出線應(yīng)計算兩點：電抗器前和電抗器后的 Id。 短路時，導(dǎo)體和電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定及電器開斷電流一般按三相電流驗算若有更嚴(yán) 重的按更嚴(yán)重的條件計算 。 一、 短路電流計算的內(nèi)容： （ 1） 短路點的選?。焊骷夒妷耗妇€、各級線路末端。 （ 2） 短路時間的確定：根據(jù)電氣設(shè)備選擇和繼電保護整定的需要，確定計算短路電流的時間。 （ 3） 短路電流的計算：最大運行方式下最大短路電流；最小運行方式下最小短路電流；各級電壓中性點不接地系統(tǒng)的單相短路電流。計算的具體項目及其計算條件，取決于計算短路電流的目的 。 二、 短路電流計算方法： 供配電系統(tǒng)某處發(fā)生短路時，要算出短路電流必須首先計算出短路點到電源的回路總阻抗值。電路元件電氣 參數(shù)的計算有兩種方法：有名值法和標(biāo)幺值法。 （ 1） 有名值法 有名值法就是以實際有名單位給出電路元件參數(shù)。這種方法通常用于 1kV 以下低壓供電系統(tǒng)短路電流的計算。 在企業(yè)供電系統(tǒng)中發(fā)生三相短路時，如短路回路的阻抗為 Rk、 Xk，則三相短路電流周期分量的有效值為